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2023年中考物理真题分类汇编——专题15 电功、电功率和电热（全国通用）
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这是一份2023年中考物理真题分类汇编——专题15 电功、电功率和电热（全国通用），文件包含专题15电功电功率和电热全国通用解析版docx、专题15电功电功率和电热全国通用原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共55页， 欢迎下载使用。
专题15 电功、电功率和电热
考点1 电能 电功
1．（2023四川南充）小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为_______kWh，他关闭了中的其它用电器，现用一台标有“220V，2000W”的电热水壶烧水，正常工作5min，则电能表的转盘转了_________转。
【答案】4353.6 500
【解析】电能表读数时，最后一位是小数位，读数为4353.6kWh。
电热水壶烧水，正常工作5min消耗的电能，电能表的转盘转了
2．（2023湖南衡阳）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：
（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【解析】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
3．（2023重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，为，为。求：
（1）只闭合开关时，电流表的示数：
（2）闭合开关、，在内消耗的电能。
【答案】（1）0.3A；（2）72J
【解析】（1）只闭合开关时，电路中只有R1工作，电流表的示数
（2）闭合开关、，两电阻并联，在内消耗的电能
4．（2023天津）额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，把质量为1kg的水从10℃加热到100℃，用时420s，已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的效率。
【答案】（1）；（2）90%
【解析】（1）质量为1kg的水从10℃加热到100℃，水吸收的热量
（2）额定功率为1000W的电热水壶正常工作420s，则电热水壶的效率
5．（2023重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为2V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电50s，R2消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）10J
【解析】（1）由图可知，电阻R1、R2并联，通过R1的电流为
（2）R2在10s内消耗的电能为
考点2 电功率
6．（2023四川泸州）物理学是一门以观察和实验为基础的学科。下列关于生活中一些物理量的估测，最切合实际的是（ ）
A．中学生手掌的宽度约10cm
B．中学生配戴的眼镜重约10N
C．人体感觉最舒适的环境温度约37℃
D．便携式手持电风扇的功率约100W
【答案】A
【解析】A．签字笔长度约15cm，签字笔的长度与手掌的长度相差不大，所以，中学生手掌的宽度约10cm，故A正确；
B．两个鸡蛋的重力才1N，眼镜的重力比一个鸡蛋的都小，故B错误；
C．人体正常体温在37℃左右，人体感觉最舒适的环境温度约25℃，故C错误；
D．便携式手持电风扇的功率约10W，故D错误。
故选A。
7．（2023四川成都）下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A．一节干电池的电压约为1.5V
B．一个电热水壶的加热功率约为10W
C．一台电视机正常工作的电流约为10A
D．一盏台灯工作2小时消耗电能约为
【答案】A
【解析】A．我国家庭电路的电压为220V，常用干电池的电压为1.5V，故A符合题意；
B．电热水壶的加热功率较大，约为2000W，故B不符合题意；
C．电视机的额定功率约为200W，所以正常工作的电流约为1A，故C不符合题意；
D．台灯的额定功率约为20W，工作2小时消耗电能约，
故D不符合题意。
故选A。
8．（2023山东临沂）将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率（ ）
A．大于3W B．等于3W C．小于3W D．无法确定
【答案】B
【解析】由题意可知小灯泡的电阻为，小灯泡与一个阻值为的电阻串联，所以电路的电流为，所以小灯泡的实际功率为
故选B。
9．（2023湖北荆州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
【答案】D
【解析】由图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量灯泡两端的电压，电流表测量电路电流。
A．滑片向左移动，滑动变阻器接入电路中电阻变小，有串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，电压电源不变，由串联电路的电压规律可知灯泡两端的电压变大，电路中总电阻变小，电路电流变大，则曲线a为灯泡的电压、电流关系图，曲线b变阻器的电压、电流关系图，即曲线a为电压表V2数与电流表示数变化的关系图像，曲线b为电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
B．由图像得，当灯泡电压为1V时，变阻器电压为8V，则电源电压，故B错误；
C．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，由乙图可知，当灯泡正常发光时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的阻值为，故C错误；
D． 当灯泡正常发光时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，灯泡的额定电压，额定功率为，故D正确。
故选D。
10．（2023湖南岳阳）如图，电源电压为18V，小灯泡规格为“10V，10W”且不考虑灯丝电阻随温度变化，R1为定值电阻。R2为滑动变阻器，最大阻值为60Ω。甲乙是同种电表，可供选择的电表为双量程电压表（量程分别为0~3V，0~15V）和电流表（量程分别为0~0.6A；0~3A）。闭合开关，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器R₂，两表示数均有变化且小灯泡亮度发生改变。当小灯泡正常发光时，甲、乙两表示数之比为8:13。下列表述均正确且无遗漏的一组是：（ ）
①甲、乙同为电流表
②R₁阻值为5Ω
③调节R₂，通过R₂最小的电流为0.24A
④调节R₂，小灯泡的最小功率为3.6W
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【答案】B
【解析】为确保电路安全，若甲乙同为电流表时，电路为R1、R2、L并联，根据并联电路中电压的特点可知灯泡电压此时超过额定电压，灯泡会被烧毁，因此，甲乙两表不能为电流表，应同为电压表；
当甲乙同为电压表时，电路为串联，电源电压为18V，甲电表测R1、R2两端电压，乙电表测R2、L两端电压，此时灯泡正常发光，电压为10V，且两电表的示数之比为8:13，则电路中的电流为，灯泡电阻为，电路中的总电阻为，则可得----------①，根据两电压表的示数之比可得-------------②，联立①②可解的，；为确保电路安全，当乙电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，则电路中电流最小，此时R1的电压为，最小电流为，根据可知，灯泡的最小电功率为，所以②④符合题意，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．（2023新疆）用如图所示的电路研究滑动变阻器R的电功率。电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片可移动的最大距离为18 cm，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关S后，当滑片位于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R的电功率为1.50W；将滑片移动一段距离后，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，则滑动变阻器R的滑片移动的方向和距离可能为（ ）
A．向左移动7cm B．向左移动6cm C．向右移动5cm D．向右移动4cm
【答案】C
【解析】假设，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度关系为R=kl……①，电路中的电功率和电压的……②，由①②两式联立可得……③，把l=9cm，P=1.50W带入③式可得……④，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，把P=2.94W带入③式可得……⑤，联立④⑤两式可得……⑥
A．向左移动7cm，此时的l为l=9cm+7cm=16cm，带入⑥式可得，不符合题意，故A不符合题意；
B．向左移动6cm，此时的l为l=9cm+6cm=15cm，带入⑥式可得，由于为负值，不符合题意，故B不符合题意；
C．向右移动5cm，此时的l为l=9cm-5cm=4cm，带入⑥式可得k=R0，故C符合题意；
D．向右移动5cm，此时的l为l=9cm-4cm=5cm，带入⑥式可得，由于为小于0的负值，不符合题意，故D不符合题意。
故选C。
12．（2023江苏苏州）用如图电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源（6V），定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个），规格为“15Ω：1A”的滑动变阻器，右表为实验数据记录表．关于该实验，下列说法正确的是（ ）
序号
电阻
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A．实验过程中控制电压表示数为2V
B．将电阻由5Ω更换为10Ω时，应向左适当移动滑动变阻器滑片
C．前3次实验中，滑动变阻器的功率在第1次实验中最小
D．若使用现有器材完成第4次实验，需要改变电路
【答案】D
【解析】A．根据实验数据可知，由得，定值电阻两端电压始终为3V，即电压表的示数为3V，故A错误；
B．电阻由5Ω更换为10Ω时，根据串联电路分压特点，两端电压增大，为控制电压表示数为3V，此时应增大滑动变阻器两端的电压，故向右适当移动滑动变阻器滑片，故B错误；
C．根据实验数据可知，定值电阻两端电压始终为3V，则滑动变阻器电压为3V，第1次实验电路中的电流最大，由可得，滑动变阻器的功率在第1次实验中最大，故C错误；
D．由题意知，定值电阻为20Ω，由得，此时电流为，可得，此时接入滑动变阻器阻值为20Ω，为了保证实验顺利，需要改变电路，可将5Ω的定值电阻串联接入电路，故D正确。
故选D。
13．（2023四川广元）图甲是一个食品自动加热台的简化电路图，此加热台单独与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S，加热台开始正常工作，当台内食品温度降到30℃时，温度控制开关S0自动转接，使电路处于加热状态；当台内食品温度升高到60℃时，S0自动转接到保温状态。已知定值电阻，保温功率为484W。下列说法中不正确的是（ ）
A．图甲中的S0自动转接到“2”时，电路处于保温状态
B．图甲中定值电阻的阻值为
C．加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
D．加热台自动加热时，电路中的电流小于图乙中电能表的标定电流
【答案】C
【解析】A．图甲中的S0自动转接到“2”时，两个电阻串联，根据可知，此时电路中的电阻最大，电功率最小，电路处于保温状态，故A正确，不符合题意；
B．加热台保温时，两个电阻串联，总电阻为，图甲中定值电阻R2的阻值为R2=R-R1=100Ω-24.2Ω=75.8Ω，故B正确，不符合题意；
C．当开关转到“1”时，只有电阻R1接入电路，据可知，此时电路中的电阻最小，电功率最大，电路处于加热状态，此时加热功率为，工作5min消耗的电能为，图乙中的电能表转过的转数为，故C错误，符合题意；
D．加热台加热时的电流为，小于图乙中电能表的标定电流10A，故D正确，不符合题意。
故选C。
14．（2023重庆）如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是（ ）
A．电源电压为
B．最大功率为
C．滑片P向左移动过程中，两端电压逐渐变小
D．滑片P向右移动过程中，电压表与电流表的比值变大
【答案】D
【解析】由图甲得，电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器电压。
A．由图乙得，当电压表示数为10V时，电流表示数为0.1A，由串联电路特点与欧姆定律得，当电压表示数为0V时，电流表示数为0.6A，由串联电路特点与欧姆定律得，解得，，故A错误；
B．最大功率为，故B错误；
C．滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，变阻器分到电压变小，两端电压逐渐变大，故C错误；
D．滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变大，电压表与电流表的比值为变阻器接入电路中的阻值，变大，故D正确。
故选D。
15．（2023四川广元）如图甲所示的电路，电源电压不变，是定值电阻，通过的电流与两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表，且闭合、断开时，M的示数为0.4A、电路的总电阻为；当M、N都是电压表，且、都闭合时，N的示数为2V，电路的总电阻为。下列说法正确的是（ ）
A．电阻的阻值为
B．
C．当M、N都是电压表，、都闭合时、与的功率之比为
D．当M、N都是电流表，只闭合时，M、N两表示数之比为
【答案】D
【解析】A．当M、N都是电流表，且S1闭合、S2断开时，两电阻并联，电流表M测通过R2的电流，电流表N测干路电流，M的示数为0.4A，即通过R2的电流为0.4A，由图乙可知，R2两端的电压为8V，由并联电路的电压特点可知，电源电压U=U2并=8V
当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，电压表M测电源电压，电压表N测R2两端的电压，N的示数为2V，即R2两端的电压为2V，由图乙可知，通过R2的电流为0.2A，由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流I串=I2串=0.2A，由串联电路的电压特点可知，此时R1两端的电压U1串=U－U2串=8V－2V=6V，由欧姆定律可知，R1的阻值，故A错误；
BD．两电阻并联时，通过R1的电流，由并联电路的电流特点可知，干路电流I并=I1并+I2并=0.4A+=，则当M、N都是电流表，只闭合S1时、M、N两表示数之比，由欧姆定律可知，两电阻并联时，电路的总电阻，两电阻串联时的电路的总电阻，则，故B错误，D正确；
C．当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，此时R2两端的电压为2V，由图乙可知，通过R2的电流为0.2A，由欧姆定律可知，R2的阻值，由P=UI=I2R，可知，R1与R2的功率之比，故C错误。
16．（2023山东枣庄）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100；1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．小灯泡的电阻为10
C．小灯泡的额定功率为1.8W
D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】C
【解析】A．由题意及图中数据可得，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.3A，则滑动变阻器两端的电压为U=IR=0.3A×20Ω=6V，而电源电压应该大于6V，故A错误；
B．由题意及欧姆定律可得，有，，解得RL=20Ω，U电=12V，故B错误；
C．由题意可得，要保证电路安全且灯泡正常发光，则通过灯泡的电流最大为其额定电流，结合上述分析可得，小灯泡的额定电流为0.3A，额定电压为U额=U电-U=12V-6V=6V，则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W，故C正确；
D．整个电路中电源电压不变，当电流最小时，功率最小，由题意可得，电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为W=Pt=U电I小t=12V×0.1A×20s=24J，故D错误。
故选C。
17．（2023四川达州）如图所示，灯泡规格为“5V 2.5W”（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，电流表所选量程为“0~0.6A”，电压表所选量程为“0~3V”，电源电压恒为9V，闭合开关，在保证电路中各元件安全的情况下，下列表述正确的是（ ）
A．该电路消耗的最大功率为4.5W
B．滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为8Ω~50Ω
C．通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光
D．滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V
【答案】D
【解析】A．根据灯泡规格可求灯泡的电阻为，电压表所选量程为“0~3V”，则可求电路中允许通过的最大电流为，根据P=UI可知，电路中的最大电功率为，故A错误；
B．当电路中电流最大时，电路中的电阻最小，电路中电流最大为0.3A，则电路中的电阻为，则滑动变阻器的最小电阻为，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为，故B错误；
C．因为电压表测灯泡电压，电压表最大测量电压为3V，小于灯泡的额定电压，因此灯泡不能正常发光，故C错误；
D．当灯泡电压最大时，滑动变阻器的电压最小，由题可知，滑动变阻器的最小电压为，根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，分得的电压最大，当滑动变阻器全都接入电路中时，电路中的电流为，滑动变阻器的最大电压为，故滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V，故D正确。
故选D。
18．（2023四川达州）如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，A、B是滑动变阻器R的两个端点，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路消耗的总功率为3W；只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数为4V，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1；只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数为2V，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，已知P1：P2=1：2（各元器件均在安全工作范围），下列计算结果正确的是（ ）
A．电流表示数I1、I2之比为2︰1
B．电路消耗的最小功率为0.5W
C．定值电阻R2的阻值为36Ω
D．滑动变阻器R的最大阻值为18Ω
【答案】B
【解析】如图，设滑动变阻器最大阻值为R，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表测量定值电阻R1两端的电压，示数为4V，变阻器接入电路电阻为，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1，此时滑动变阻器消耗的功率为，只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表测量定值电阻R2两端的电压，示数为2V，变阻器接入电路电阻为R，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，此时滑动变阻器消耗的功率为，已知P1∶P2=1∶2，则有，解得，，如图，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数，即R1两端电压为4V，有，只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数，即R2两端电压为2V，有，因为，所以，即，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路只有R1R2并联，电路消耗的总功率为3W，则，代入得，解得，
只闭合S、S2，滑片P位于B端时，R2与滑动变阻器最大阻值串联，电压表示数，即R2两端电压为2V，根据串联电路分压原理，滑动变阻器最大阻值为，根据可知，当总电阻最大时，电路消耗的功率最小，即只闭合S、S1，滑片P位于B端时，总电阻为，则电路消耗的最小功率为
A．由解析可知电流表示数I1、I2之比为1︰1，故A错误；
B．电路消耗的最小功率为0.5W，故B正确；
C．定值电阻R2的阻值为18Ω，故C错误；
D．滑动变阻器R的最大阻值为36Ω，故D错误。
故选B。
19．（多选）（2023四川泸州）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（0～25Ω）。闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U、电流表示数I，作出U﹣I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有（ ）
A．R0的阻值为5Ω
B．电源电压为2.5V
C．当电压表示数为2V时，电路消耗的总功率为0.6W
D．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率最大
【答案】AC
【解析】AB．闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由乙图可知通过电路的电流为0.1A时，滑动变阻器两端的电压为2.5V，通过电路的电流为0.4A时，滑动变阻器两端的电压为1V，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压U=IR0+UV，代入数据可得0.1A×R0+2.5V＝0.4A×R0+1V，解方程可得R0=5Ω，则电源电压U=IR0+UV=0.1A×5Ω+2.5V=3V，故A正确，B错误；
D．当电压表示数为2V时，定值电阻两端的电压U0＝U﹣U′V＝3V﹣2V=1V，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流，电路消耗的总功率为P=UI′=3V×0.2A=0.6W，故C正确；
D．滑动变阻器的电功率是电路总功率与定值电阻的电功率之差，即PR=UI﹣I2R0＝3V×I﹣I2×5Ω，根据数学知识，当，滑动变阻器的电功率最大，此时定值电阻两端的电压U0′=IR0=0.3A×5Ω=1.5V，此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣U0′=3V﹣1.5V=1.5V，故D错误。
故选AC。
20．（多选）（2023四川成都）如图所示的电路，电源电压U恒定不变，，，滑动变阻器标有“”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~3A。当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，电流表的示数为0.8A；当开关S接通触点2，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值为；当改变滑片位置、开关S接不同触点，在保障电路安全的情况下，电路工作的最大电流和最小电流分别为和。下列计算正确的是（ ）
A． B．的范围为
C． D．电路工作的最小功率
【答案】AC
【解析】A．当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，只有R1的简单电路，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为0.8A，电源电压U=I1R1=0.8A×30Ω=24V，故A正确；
B．当开关S接通触点2，变阻器和电阻R2串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，电流表量程为0~3A，当变阻器连入电路的电阻为零，只有电阻R2的简单电路，电路中的电流为，电路是安全的，电压表量程为0~15V，由串联分压可知当电压表的示数为15V时，变阻器连入电路的电阻最大，由串联分压得到，，R′≈33Ω<100Ω，电路安全，所以的范围为，故B错误；
CD．当变阻器的滑片在最左端时，开关S接通触点2，只有电阻R2的简单电路，此时电路中电阻最小，电路中的电流最大，电路中的电流为，开关S接通触点1时，变阻器和R1串联，电压表的示数是15V时，此时电路中电阻最大，电路中的电流最小，电路中的电流为，所以最大电流和最小电流之比I大∶I小=1.2A∶0.3A=4∶1，电路的最小功率P小=UI小=24V×0.3A=7.2W，故C正确，D错误。
故选AC。
21．（2023四川达州）小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为__________kWh，他家同时使用的用电器总功率不能超过__________W，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为__________W。
【答案】219.6 2200 1200
【解析】电能表最后一位读成小数，图中电能表的示数为219.6 kWh。
由图知，电能表的额定电压为220V，允许通过的最大电流为10A，由P=UI可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过
空调单独工作5min消耗的电能为
空调的实际电功率为
22．（2023四川泸州）小明观察到家里的电能表如图所示。他只将一个电热水器接入家庭电路正常工作，观察到电能表指示灯闪烁80次用时48秒，则这段时间内，电热水器消耗的电能为 ____________J，电热水器电阻丝阻值为 _________Ω；该热水器连续工作30min，电能表示数将变为 ___________kWh。
【答案】9.6×104 24.2 5219.1
【解析】48秒内电热水器消耗的电能为
由式子和W=Pt可得电热水器电阻丝阻值为
热水器的电功率
该热水器连续工作30min消耗的电能W＝Pt＝2kW×0.5h＝1kWh
电能表示数将变为5218.1kWh+1kWh＝5219.1kWh
23．（2023天津）某节能灯标有“220V 22W”字样，当它正常工作时，电功率为______W，通过它的电流为______A。
【答案】22 0.1
【解析】[1]由某节能灯标有“220V 22W”字样，可得节能灯正常工作时，额定电压为220V，额定电功率为22W。
通过它的电流为
24．（2023河北）通常情况下，家庭电路中各个用电器的连接方式是________（选填“串联”或“并联”）。已知家庭电路的电压是220V，在额定电流为10A的插座上，接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入总功率为________W的用电器。
【答案】并联 2000
【解析】家庭电路中各个用电器互不影响，采用并联。
插座的最大电功率为，接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入用电器的总功率为
25．（2023四川自贡）现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示，将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从4V开始减小，电流表的示数从0.4A开始增大．则滑动变阻器的最大阻值为______Ω，在滑片移动过程中小灯泡消耗的最大电功率与整个电路消耗的最小电功率的比值为____________．
【答案】10 1. 25
【解析】由题意可知，将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数减小，电流表的示数增大，则电压表并联在滑动变阻器两端，否则两电表示数应同时增大或同时减小．结合题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，如下图所示：
当电压表的示数为4V时，电路中的电流为0.4A，由图象可知此时灯泡两端的电压UL=2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U=U滑+UL=4V+2V=6V；
滑动变阻器的最大阻值；
此时电路中电流最小，则整个电路的最小功率Pmin=UI=6V×0.4A=2.4W；
当变阻器接入电路中的电阻最小为0时，灯泡两端的电压和电源电压相等，此时灯泡的功率最大，由图象可知，当U=6V时，通过灯泡的电流I′=0.5A，
小灯泡的最大功率PL大=UI′=6V×0.5A=3W；
灯泡消耗的最大电功率与整个电路消耗的最小电功率的比值。
26．（2023重庆）如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1标有“5V；0.25A”，白炽灯泡L2标有“6V；3W”，的阻值为。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡_________更亮；只闭合开关S2时，的功率为___________W。
【答案】 0.4
【解析】根据两灯泡的规格，可分别求出两灯泡的电阻为，，当只闭合开关S1时，电路为L1、L2串联，电流相等，根据可知，L1的实际电功率大，因此L1更亮。
只闭合开关S2时，电路为L1、R串联，可求电路中电流为，则R的电功率为
27．（2023四川达州）如图甲所示，电源电压恒为6V，闭合开关，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表A的读数为0.1A；当滑片位于中点时，电流表A的读数为0.16A；则定值电阻R0的阻值为__________Ω，滑动变阻器R的最大阻值为__________Ω；如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路，此时小灯泡两端的电压是3V，小灯泡的U-I图像如图乙所示，再次闭合开关后，此时电路消耗的功率为__________W。
【答案】15 45 1.2
【解析】由题意可得，电源电压恒为6V，闭合开关，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电阻R0与R串联，电流表A的读数为0.1A，根据电源电压不变可得
当滑片位于中点时，电流表A的读数为0.16A，电阻R0与R的一半串联，根据电源电压不变可得
联立①②可得
③带入①可得，定值电阻R0的阻值
滑动变阻器R的最大阻值
如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路，电阻R0与小灯泡串联，此时小灯泡两端的电压是3V，根据小灯泡的U-I图像如图乙可知，根据串联电路的电流特点可知，整个电路的电流是0.2A，则电路消耗的功率为
28．（2023山东枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中__________（选填“dc”或“ec”）表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像；
（2）该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为__________。
【答案】ec 3∶1
【解析】（1）由甲图可知，R0与R串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，根据串联分压原理可知，滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大，所以图乙dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像，ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。
（2）滑片P在a点时，电路中的电阻最小，电流最大，电流，由可知，电路总功率最大，滑片P在b点时，电路中的电阻最大，电流最小，电流，由可知，电路总功率最小，则该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为
29．（2023重庆）如图所示，电源电压恒定，标有“”字样，，滑动变阻器规格为“”，电流表量程为，电压表量程为。只闭合开关时，电压表示数为，则电源电压为______；闭合开关、和，在电表量程允许范围内，的最大功率为______W。
【答案】8 1.6
【解析】根据题意可知，只闭合时，定值电阻R1和小灯泡串联，电压表测灯泡的电压，而此时电压表的示数为2V，可知此时小灯泡正常发光，电路中的电流为0.3A，则电源的电压为
当闭合开关、和，灯泡L被短路，定值电阻R1和滑动变阻器R2并联，电压为电源电压，此时通过定值电阻R1的电流为
要在电表量程允许范围内，则通过滑动变阻器R2的电流为
的最大功率为
30．（2023湖北潜江、天门、仙桃、汉江）小明家的浴霸有“220V 440W”的取暖灯共4盏，求：
（1）每盏取暖灯正常工作时的电阻；
（2）4盏取暖灯同时正常工作时的总电流。
【答案】（1）110Ω；（2）8A
【解析】解：（1）一盏灯正常工作时，通过灯的电流
灯正常工作时的电阻为
（2）由于4盏灯是并联，根据并联电路中电流的规律 ，4盏灯均正常工作时，总电流为
31．（2023湖北随州）下图是陈老师办公室电热水壶的照片，右图是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0. 1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J/(kg℃)。
（1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由；
（2）用该电热水壶给壶内1kg、20°C的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100°C）？
【答案】（1）大电阻；（2）420s
【解析】（1）由图可知，指示灯和限流电阻串联，根据P=UI可知，显示灯的工作电流为
流电阻分担的电压为U=220V-2V=218V
根据欧姆定律可知，图限流电阻为
由于大于100Ω为大电阻，故限流电是大电阻。
（2）对壶中的水来讲，吸收的热量为Q吸=cmΔt
对电热盘来讲，由可得W=Pt， 有效放热与吸热的关系为Ptη=cmΔt
加热时间为
32．（2023河北）如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω；2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
（1）求电源电压；
（2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？
（3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。
【答案】（1）4.5V；（2）0.3W；（3）10Ω或5Ω
【解析】（1）变阻器与灯串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A，根据灯泡L的电流与电压关系图像知，灯的电压为2.0V，根据串联电路电压的规律，电源电压为U=2.0V+2.5V=4.5V
（2）电压表的最大示数为3V时，此时灯的电压最小，灯的功率最小，根据串联电路电压的规律，灯的最小电压为U灯=4.5V-3V=1.5V
根据灯泡L的电流与电压关系图像知，此时灯的电流为0.2A，灯泡的最小功率是P小=U灯I灯=1.5V×0.2A=0.3W
（3）变阻器与定值电阻R1串联，电压表测变阻器的电压，变阻器的最大电压不能超过3V，若变阻器连入电路的电阻为0时，此时电路的电流最大；变阻器的电压最大为3V时，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压最小为U1=4.5V-3V=1.5V
根据分压原理，变阻器的最大电阻是定值电阻的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1+2R1=3R1
电路的电流最小，已知电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，根据欧姆定律有
即
故R1=10Ω
电流表测电路的电流，电路的最大电流为0.6A；由欧姆定律，当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的电路最小，由分压原理，变阻器连入的最大电阻为R1的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1′+2R1′=3R1′
电路的最小电流为
故有
解之R1′=5Ω
即定值电阻R1的可能值为10Ω或5Ω。
33．（2023山东临沂）随着生活水平的提高，煎饼已由果腹的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两档加热功率的煎饼锅，图乙是其内部简化电路图。当开关和均闭合时，煎饼锅的加热功率为968W；仅闭合开关时，煎饼锅的工作电流为1A。求：
（1）当开关和均闭合时，煎饼锅的工作电流和电阻的阻值。
（2）电阻的阻值。
【答案】（1）4.4A，50Ω；（2）170Ω
【解析】（1）当开关和均闭合时，R2短路了，电路中只有R1接入电路中，这时煎饼锅的工作电流为
电阻的阻值为
（2）仅闭合开关时，R1和R2串联，煎饼锅的工作电流为1A，电路中的总电阻为
电阻的阻值为R2= R总- R1=220Ω-50Ω=170Ω
34．（2023山西）如图是某多功能电饭锅，具有加热和保温两挡功能（为总开关，为温控开关），其内部有两个加热电阻丝和（的电阻是198Ω，的电阻是44Ω）。某次将2kg初温为20°C的米和水加热到100°C，然后自动转入保温状态。下表是电饭锅铭牌上的部分参数，求解下列问题。[米和水混合物的比热容为]
容量/kg
3.0
额定电压/V
220
加热功率/W
1100
保温功率/W
200
（1）加热过程中，米和水吸收的热量；
（2）正常加热时，通过电路的电流；
（3）请你在虚线框内画出电饭锅的电路图，并结合所画的电路图说明开关是何种状态时电饭锅处于加热状态。
【答案】（1）；（2）；（3） ，加热状态
【解析】（1）加热过程中，米和水吸收的热量
（2）由得，正常加热时，通过电路的电流
（3）由题意知，是总开关，同时控制两个电阻，是温控开关，闭合时，电饭锅处于加热状态，据知，此时电路中的电阻较小，所以此时只有工作，断开时，处于保温状态，电路中的电阻较大，两个电阻同时工作。作图如下：
由图示知，当开关、都闭合时，电路中只有工作，电饭锅处于加热状态。
35．（2023四川广元）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 4.2W”字样。当、都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为2.2A．求：
（1）小灯泡正常工作时的电流；
（2）的阻值；
（3）只闭合、滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为，电路消耗的电功率为；保持滑片位置不动、只闭合，小灯泡L的电阻发生变化，此时电压表示数为，电路消耗的电功率为；已知、，求只闭合时小灯泡的实际功率。
【答案】（1）0.7A；（2）4Ω；（3）2W
【解析】（1）根据可得，小灯泡正常工作时的电流为
（2）当、都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器没有接入电路，此时是小灯泡和定值电阻并联，它们两端的电压与电源电压相等，由于此时，小灯泡L正常发光，可知小灯泡和定值电阻两端的电压均为6V，此时由于小灯泡正常发光时的电流为0.7A，电流表测干路的电流，故通过的电流为
根据可知，的阻值为
（3）当只闭合时，滑动变阻器滑片滑到某一点时，由电路可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测量定值电阻两端的电压，此时电压表为，电路消耗的电功率为，设此时电路电流为I1，当只闭合，小灯泡L的电阻发生变化，由电路可知，滑动变阻器与小灯泡串联，电压表测量小灯泡两端的电压，此时电压表示数为，电路消耗的电功率为，设此时电路的电流为I2，又，即有
又
联立可得。设此时接入电路的滑动变阻器的阻值为R，则有，
联立解得，根据可得，只闭合时小灯泡的实际功率为
36．（2023山东枣庄）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A，踏板重力不计，求：
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少；
（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少；
（3）此体重计所能测量的最大体重为多少。
【答案】（1）6V；（2）0.45W；（3）1200N
【解析】（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R=45，I=0.12A，则电源电压为
（2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'=15Ω，此时电路中电流为
定值电阻R0消耗的功率为
（3）已知电流表量程为0~0.6A，当电路中的电流最大为Imax=0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。
37．（2023重庆）李老师桌上有一张老式加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝），如图所示，鼠标垫质量为，规格为“”。忽略温度对电阻的影响。
（1）求鼠标垫的电阻；
（2）鼠标垫正常工作，温度升高7℃，若此过程中热损失为30%
，估算鼠标垫的比热容；
（3）月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有的电源、规格为“”“”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计算改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值。
【答案】（1）5Ω；（2）1500J/（kg℃）；（3）6.24W
【解析】（1）由得，鼠标垫的电阻
（2）鼠标垫工作过程中，吸收的热量为
由得，鼠标垫的比热容
（3）由得，当鼠标垫正常工作时，电流为
此时滑动变阻器的电压为
由得，滑动变阻器此时接入电路中的电阻为
则月月应选择“”的滑动变阻器，当鼠标垫正常工作时，电路中电流最大，电路电功率最大为
当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，电路中电流最小，电路电功率最小为
则改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值
38．（2023四川达州）如图所示，电源电压不变，只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时，R3在10s内消耗电能80J；只闭合S、S1，滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表A1读数为1A；只闭合S、S2，滑动变阻器滑片位于最左端时，电流表A2读数为3A。已知滑动变阻器的最大阻值是R3的4倍，求：
（1）只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时，R3的电功率；
（2）定值电阻R1与R3的比值；
（3）电路消耗的最小电功率。
【答案】（1）8W；（2）3∶1；（3）64 W
【解析】（1）只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时，R1、R2、R3串联， R3在10s内消耗电能W=80J，R3的电功率
（2）只闭合S、S1，滑动变阻器滑片位于最右端时，电路中只有R1，电流表A1读数为1A；由得， R1电阻
只闭合S、S2，滑动变阻器滑片位于最左端时，电路中只有R3，电流表A2读数为3A；由得， R3电阻
所以的电阻比R1∶R3=3∶1
（3）根据可知，当电路中电阻最大时，电路消耗的电功率最小。只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时R1、R2、R3串联，R2全连入电路，电阻最大。根据P=I2R可知，串联电路电功率与电阻成正比，所以P1∶P3=3∶1
P3=8W，所以P1=3P3=3×8W=24W
又因为R2=4R3，所以P2=4P3=4×8W=32 W
电路消耗的最小电功率P1+P2+P3=8W+24W+32W=64W
考点3 焦耳定律
39．（2023四川南充）如图所示为电阻R1和R2的I—U图像，下列说法正确的是（ ）
A．R2的阻值为10Ω
B．两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶4
C．将两电阻串联接入电路，通电后，R1两端电压与R2两端电压之比为1∶2
D．将两电阻并联接入电路，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1∶2
【答案】D
【解析】A．由图像可知，R2两端电压为1V时，电流为0.2A，则R2的阻值，R1两端电压为2V时，电流为0.2A，则R1的阻值，故A错误；
B．两电阻串联的总阻值，两电阻并联的总阻值，则两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶2，故B错误；
C．将两电阻串联接入电路，通电后，由串联分压特点可得，R1两端电压与R2两端电压之比，故C错误；
D．将两电阻并联接入电路，各支路电压等于电源电压，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比，故D正确。
故选D。
40．（2023湖北潜江、天门、仙桃、江汉）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J
【答案】C
【解析】A．如图所示，只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电源电压为U=I1R1=2A×2.5Ω=5V，故A错误；
B．根据公式可知，电源电压不变，电路中的总电阻越大，功率越小，当只闭合开关S2时，定值电阻R1和R2串联，电路中的总电阻最大，功率最小，为低温档；当只闭合S1和S3时，定值电阻R1和R2并联，电路中的总电阻最小，功率最大，为高温档；当只闭合S2时，电路中只有R1，小于两电阻的串联，大于两电阻的并联，大于最小功率，小于最大功率，为中温档，故B错误；
C．只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电热杯工作1min产生的热量为Q=I12R1t=(2A)2×2.5Ω×60s=600J，故C正确；
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg℃)×0.1kg×(35℃-25℃)=4.2×103J，故D错误。
故选C。
41．（多选）（2023湖南衡阳）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V，闭合开关S后，当滑片Р从R的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为9V
B．小灯泡的额定功率为6W
C．滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D．滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
【答案】BD
【解析】A．由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，由图像乙可知，此时小灯泡正常发光，则电源电压，故A错误；
B．由图像乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，电流为1.0A，则小灯泡的额定功率，故B正确；
C．由电路图可知，灯泡L与R串联，当R接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图像乙可知，电路中电流最小为Imin=0.5A，此时灯泡的电压为，此时华变阻器的电压，滑动变阻器的最大电阻，故C错误；
D．滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量，故D正确。
故选BD。
42．（多选）（2023四川南充）有一台家用电水壶，如下图所示是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为1000W，保温功率为44W。用此水壶加热初温20℃，体积为1L的水400秒刚好沸腾【忽略温度对电阻阻值的影响，大气压为一个标准大气压，c水=4.2×103J/（kg℃），ρ水=1.0×103kg/m3】，则下面说法正确的是（ ）
A．旋转旋钮开关到“1”时，水壶处于保温档
B．水吸收的热量为3.36×105J
C．此热水器加热档的热效率为84%
D．在保温时，接入电路电阻的阻值为48.4Ω
【答案】ABC
【解析】AD．当旋转旋钮开关到“1”时，电阻R1、R2串联，当旋转旋钮开关到“2”时，电路中R2工作；根据可知，当旋转旋钮开关到“1”时，水壶处于保温档，此时接入的阻值为，故A正确，D错误；
B．水的体积为V=1L=10-3m3，水的质量为m水=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg，水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J，故B正确；
C．消耗的电能为W=Pt=1000W×400s=4×105J，热水器加热档的热效率为，故C正确。
故选ABC。
43．（2023安徽）在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与12V的汽车电池接通工作1min，产生的总热量为________J。
【答案】3600
【解析】由于5条电阻丝并联，所以每根电阻丝两端的电压都为12V，每根电阻丝流过的电流是，电路中总电流是，电加热除雾装置的加热功率，1min产生的热量为W＝Pt＝60W×1×60s＝3600J
44．（2023四川成都）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关接通触点______时，“电饭锅”的功率更大。将接入电路工作3min产生的热量是______J。
【答案】a 432
【解析】闭合开关S，当开关接通触点a时，连入电路中，当开关接通触点b时，R2连入电路中，已知R1的阻值较小，根据可知，当开关接通触点a时，“电饭锅”的功率更大。
将接入电路工作3min产生的热量是
45．（2023山东枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
（1）要探究电热与电阻的关系。应选用__________组合，并将它们__________接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，__________。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是__________。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．探究平面镜成像的特点
【答案】（1）甲、乙 串联 （2）通过导体的电流越大，产生的热量越多 （3）B
【解析】（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）乙和丙，由于串联在电路中，可知通过电路乙中5Ω电阻的电流大于通过丙中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3） A．实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这用到了转化法，而探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，故B符合题意；
C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；
D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。
故选B。
46．（2023新疆）如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为，电流表的示数为。求：
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
【答案】（1）0.30A；（2）5Ω，10Ω；（3）162J
【解析】（1）两电阻并联，根据并联电路的电流规律可得，通过电阻的电流
（2）两电阻并联在电源两端，则电阻 两端的电压
由欧姆定律可得，的阻值
的阻值
（3）该电路为纯电阻电路，由焦耳定律可得，整个电路在1min内产生的热量
47．（2023江苏苏州）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、，断开，电流表示数为0.4A，再闭合开关，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻产生的热量。
【答案】（1）8V；（2）；（3）108J
【解析】（1）闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压
（2）再闭合开关S2，R1与R2并联，则通过R2的电流
R2的阻值
（3）若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量
专题15 电功、电功率和电热
考点1 电能 电功
1．（2023四川南充）小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为_______kWh，他关闭了中的其它用电器，现用一台标有“220V，2000W”的电热水壶烧水，正常工作5min，则电能表的转盘转了_________转。
【答案】4353.6 500
【解析】电能表读数时，最后一位是小数位，读数为4353.6kWh。
电热水壶烧水，正常工作5min消耗的电能，电能表的转盘转了
2．（2023湖南衡阳）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：
（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【解析】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
3．（2023重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，为，为。求：
（1）只闭合开关时，电流表的示数：
（2）闭合开关、，在内消耗的电能。
【答案】（1）0.3A；（2）72J
【解析】（1）只闭合开关时，电路中只有R1工作，电流表的示数
（2）闭合开关、，两电阻并联，在内消耗的电能
4．（2023天津）额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，把质量为1kg的水从10℃加热到100℃，用时420s，已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的效率。
【答案】（1）；（2）90%
【解析】（1）质量为1kg的水从10℃加热到100℃，水吸收的热量
（2）额定功率为1000W的电热水壶正常工作420s，则电热水壶的效率
5．（2023重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为2V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电50s，R2消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）10J
【解析】（1）由图可知，电阻R1、R2并联，通过R1的电流为
（2）R2在10s内消耗的电能为
考点2 电功率
6．（2023四川泸州）物理学是一门以观察和实验为基础的学科。下列关于生活中一些物理量的估测，最切合实际的是（ ）
A．中学生手掌的宽度约10cm
B．中学生配戴的眼镜重约10N
C．人体感觉最舒适的环境温度约37℃
D．便携式手持电风扇的功率约100W
【答案】A
【解析】A．签字笔长度约15cm，签字笔的长度与手掌的长度相差不大，所以，中学生手掌的宽度约10cm，故A正确；
B．两个鸡蛋的重力才1N，眼镜的重力比一个鸡蛋的都小，故B错误；
C．人体正常体温在37℃左右，人体感觉最舒适的环境温度约25℃，故C错误；
D．便携式手持电风扇的功率约10W，故D错误。
故选A。
7．（2023四川成都）下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A．一节干电池的电压约为1.5V
B．一个电热水壶的加热功率约为10W
C．一台电视机正常工作的电流约为10A
D．一盏台灯工作2小时消耗电能约为
【答案】A
【解析】A．我国家庭电路的电压为220V，常用干电池的电压为1.5V，故A符合题意；
B．电热水壶的加热功率较大，约为2000W，故B不符合题意；
C．电视机的额定功率约为200W，所以正常工作的电流约为1A，故C不符合题意；
D．台灯的额定功率约为20W，工作2小时消耗电能约，
故D不符合题意。
故选A。
8．（2023山东临沂）将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率（ ）
A．大于3W B．等于3W C．小于3W D．无法确定
【答案】B
【解析】由题意可知小灯泡的电阻为，小灯泡与一个阻值为的电阻串联，所以电路的电流为，所以小灯泡的实际功率为
故选B。
9．（2023湖北荆州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
【答案】D
【解析】由图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量灯泡两端的电压，电流表测量电路电流。
A．滑片向左移动，滑动变阻器接入电路中电阻变小，有串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，电压电源不变，由串联电路的电压规律可知灯泡两端的电压变大，电路中总电阻变小，电路电流变大，则曲线a为灯泡的电压、电流关系图，曲线b变阻器的电压、电流关系图，即曲线a为电压表V2数与电流表示数变化的关系图像，曲线b为电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
B．由图像得，当灯泡电压为1V时，变阻器电压为8V，则电源电压，故B错误；
C．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，由乙图可知，当灯泡正常发光时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的阻值为，故C错误；
D． 当灯泡正常发光时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，灯泡的额定电压，额定功率为，故D正确。
故选D。
10．（2023湖南岳阳）如图，电源电压为18V，小灯泡规格为“10V，10W”且不考虑灯丝电阻随温度变化，R1为定值电阻。R2为滑动变阻器，最大阻值为60Ω。甲乙是同种电表，可供选择的电表为双量程电压表（量程分别为0~3V，0~15V）和电流表（量程分别为0~0.6A；0~3A）。闭合开关，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器R₂，两表示数均有变化且小灯泡亮度发生改变。当小灯泡正常发光时，甲、乙两表示数之比为8:13。下列表述均正确且无遗漏的一组是：（ ）
①甲、乙同为电流表
②R₁阻值为5Ω
③调节R₂，通过R₂最小的电流为0.24A
④调节R₂，小灯泡的最小功率为3.6W
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【答案】B
【解析】为确保电路安全，若甲乙同为电流表时，电路为R1、R2、L并联，根据并联电路中电压的特点可知灯泡电压此时超过额定电压，灯泡会被烧毁，因此，甲乙两表不能为电流表，应同为电压表；
当甲乙同为电压表时，电路为串联，电源电压为18V，甲电表测R1、R2两端电压，乙电表测R2、L两端电压，此时灯泡正常发光，电压为10V，且两电表的示数之比为8:13，则电路中的电流为，灯泡电阻为，电路中的总电阻为，则可得----------①，根据两电压表的示数之比可得-------------②，联立①②可解的，；为确保电路安全，当乙电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，则电路中电流最小，此时R1的电压为，最小电流为，根据可知，灯泡的最小电功率为，所以②④符合题意，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．（2023新疆）用如图所示的电路研究滑动变阻器R的电功率。电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片可移动的最大距离为18 cm，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关S后，当滑片位于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R的电功率为1.50W；将滑片移动一段距离后，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，则滑动变阻器R的滑片移动的方向和距离可能为（ ）
A．向左移动7cm B．向左移动6cm C．向右移动5cm D．向右移动4cm
【答案】C
【解析】假设，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度关系为R=kl……①，电路中的电功率和电压的……②，由①②两式联立可得……③，把l=9cm，P=1.50W带入③式可得……④，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，把P=2.94W带入③式可得……⑤，联立④⑤两式可得……⑥
A．向左移动7cm，此时的l为l=9cm+7cm=16cm，带入⑥式可得，不符合题意，故A不符合题意；
B．向左移动6cm，此时的l为l=9cm+6cm=15cm，带入⑥式可得，由于为负值，不符合题意，故B不符合题意；
C．向右移动5cm，此时的l为l=9cm-5cm=4cm，带入⑥式可得k=R0，故C符合题意；
D．向右移动5cm，此时的l为l=9cm-4cm=5cm，带入⑥式可得，由于为小于0的负值，不符合题意，故D不符合题意。
故选C。
12．（2023江苏苏州）用如图电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源（6V），定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个），规格为“15Ω：1A”的滑动变阻器，右表为实验数据记录表．关于该实验，下列说法正确的是（ ）
序号
电阻
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A．实验过程中控制电压表示数为2V
B．将电阻由5Ω更换为10Ω时，应向左适当移动滑动变阻器滑片
C．前3次实验中，滑动变阻器的功率在第1次实验中最小
D．若使用现有器材完成第4次实验，需要改变电路
【答案】D
【解析】A．根据实验数据可知，由得，定值电阻两端电压始终为3V，即电压表的示数为3V，故A错误；
B．电阻由5Ω更换为10Ω时，根据串联电路分压特点，两端电压增大，为控制电压表示数为3V，此时应增大滑动变阻器两端的电压，故向右适当移动滑动变阻器滑片，故B错误；
C．根据实验数据可知，定值电阻两端电压始终为3V，则滑动变阻器电压为3V，第1次实验电路中的电流最大，由可得，滑动变阻器的功率在第1次实验中最大，故C错误；
D．由题意知，定值电阻为20Ω，由得，此时电流为，可得，此时接入滑动变阻器阻值为20Ω，为了保证实验顺利，需要改变电路，可将5Ω的定值电阻串联接入电路，故D正确。
故选D。
13．（2023四川广元）图甲是一个食品自动加热台的简化电路图，此加热台单独与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S，加热台开始正常工作，当台内食品温度降到30℃时，温度控制开关S0自动转接，使电路处于加热状态；当台内食品温度升高到60℃时，S0自动转接到保温状态。已知定值电阻，保温功率为484W。下列说法中不正确的是（ ）
A．图甲中的S0自动转接到“2”时，电路处于保温状态
B．图甲中定值电阻的阻值为
C．加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
D．加热台自动加热时，电路中的电流小于图乙中电能表的标定电流
【答案】C
【解析】A．图甲中的S0自动转接到“2”时，两个电阻串联，根据可知，此时电路中的电阻最大，电功率最小，电路处于保温状态，故A正确，不符合题意；
B．加热台保温时，两个电阻串联，总电阻为，图甲中定值电阻R2的阻值为R2=R-R1=100Ω-24.2Ω=75.8Ω，故B正确，不符合题意；
C．当开关转到“1”时，只有电阻R1接入电路，据可知，此时电路中的电阻最小，电功率最大，电路处于加热状态，此时加热功率为，工作5min消耗的电能为，图乙中的电能表转过的转数为，故C错误，符合题意；
D．加热台加热时的电流为，小于图乙中电能表的标定电流10A，故D正确，不符合题意。
故选C。
14．（2023重庆）如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是（ ）
A．电源电压为
B．最大功率为
C．滑片P向左移动过程中，两端电压逐渐变小
D．滑片P向右移动过程中，电压表与电流表的比值变大
【答案】D
【解析】由图甲得，电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器电压。
A．由图乙得，当电压表示数为10V时，电流表示数为0.1A，由串联电路特点与欧姆定律得，当电压表示数为0V时，电流表示数为0.6A，由串联电路特点与欧姆定律得，解得，，故A错误；
B．最大功率为，故B错误；
C．滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，变阻器分到电压变小，两端电压逐渐变大，故C错误；
D．滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变大，电压表与电流表的比值为变阻器接入电路中的阻值，变大，故D正确。
故选D。
15．（2023四川广元）如图甲所示的电路，电源电压不变，是定值电阻，通过的电流与两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表，且闭合、断开时，M的示数为0.4A、电路的总电阻为；当M、N都是电压表，且、都闭合时，N的示数为2V，电路的总电阻为。下列说法正确的是（ ）
A．电阻的阻值为
B．
C．当M、N都是电压表，、都闭合时、与的功率之比为
D．当M、N都是电流表，只闭合时，M、N两表示数之比为
【答案】D
【解析】A．当M、N都是电流表，且S1闭合、S2断开时，两电阻并联，电流表M测通过R2的电流，电流表N测干路电流，M的示数为0.4A，即通过R2的电流为0.4A，由图乙可知，R2两端的电压为8V，由并联电路的电压特点可知，电源电压U=U2并=8V
当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，电压表M测电源电压，电压表N测R2两端的电压，N的示数为2V，即R2两端的电压为2V，由图乙可知，通过R2的电流为0.2A，由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流I串=I2串=0.2A，由串联电路的电压特点可知，此时R1两端的电压U1串=U－U2串=8V－2V=6V，由欧姆定律可知，R1的阻值，故A错误；
BD．两电阻并联时，通过R1的电流，由并联电路的电流特点可知，干路电流I并=I1并+I2并=0.4A+=，则当M、N都是电流表，只闭合S1时、M、N两表示数之比，由欧姆定律可知，两电阻并联时，电路的总电阻，两电阻串联时的电路的总电阻，则，故B错误，D正确；
C．当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，此时R2两端的电压为2V，由图乙可知，通过R2的电流为0.2A，由欧姆定律可知，R2的阻值，由P=UI=I2R，可知，R1与R2的功率之比，故C错误。
16．（2023山东枣庄）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100；1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．小灯泡的电阻为10
C．小灯泡的额定功率为1.8W
D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】C
【解析】A．由题意及图中数据可得，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.3A，则滑动变阻器两端的电压为U=IR=0.3A×20Ω=6V，而电源电压应该大于6V，故A错误；
B．由题意及欧姆定律可得，有，，解得RL=20Ω，U电=12V，故B错误；
C．由题意可得，要保证电路安全且灯泡正常发光，则通过灯泡的电流最大为其额定电流，结合上述分析可得，小灯泡的额定电流为0.3A，额定电压为U额=U电-U=12V-6V=6V，则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W，故C正确；
D．整个电路中电源电压不变，当电流最小时，功率最小，由题意可得，电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为W=Pt=U电I小t=12V×0.1A×20s=24J，故D错误。
故选C。
17．（2023四川达州）如图所示，灯泡规格为“5V 2.5W”（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，电流表所选量程为“0~0.6A”，电压表所选量程为“0~3V”，电源电压恒为9V，闭合开关，在保证电路中各元件安全的情况下，下列表述正确的是（ ）
A．该电路消耗的最大功率为4.5W
B．滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为8Ω~50Ω
C．通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光
D．滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V
【答案】D
【解析】A．根据灯泡规格可求灯泡的电阻为，电压表所选量程为“0~3V”，则可求电路中允许通过的最大电流为，根据P=UI可知，电路中的最大电功率为，故A错误；
B．当电路中电流最大时，电路中的电阻最小，电路中电流最大为0.3A，则电路中的电阻为，则滑动变阻器的最小电阻为，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为，故B错误；
C．因为电压表测灯泡电压，电压表最大测量电压为3V，小于灯泡的额定电压，因此灯泡不能正常发光，故C错误；
D．当灯泡电压最大时，滑动变阻器的电压最小，由题可知，滑动变阻器的最小电压为，根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，分得的电压最大，当滑动变阻器全都接入电路中时，电路中的电流为，滑动变阻器的最大电压为，故滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V，故D正确。
故选D。
18．（2023四川达州）如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，A、B是滑动变阻器R的两个端点，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路消耗的总功率为3W；只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数为4V，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1；只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数为2V，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，已知P1：P2=1：2（各元器件均在安全工作范围），下列计算结果正确的是（ ）
A．电流表示数I1、I2之比为2︰1
B．电路消耗的最小功率为0.5W
C．定值电阻R2的阻值为36Ω
D．滑动变阻器R的最大阻值为18Ω
【答案】B
【解析】如图，设滑动变阻器最大阻值为R，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表测量定值电阻R1两端的电压，示数为4V，变阻器接入电路电阻为，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1，此时滑动变阻器消耗的功率为，只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表测量定值电阻R2两端的电压，示数为2V，变阻器接入电路电阻为R，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，此时滑动变阻器消耗的功率为，已知P1∶P2=1∶2，则有，解得，，如图，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数，即R1两端电压为4V，有，只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数，即R2两端电压为2V，有，因为，所以，即，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路只有R1R2并联，电路消耗的总功率为3W，则，代入得，解得，
只闭合S、S2，滑片P位于B端时，R2与滑动变阻器最大阻值串联，电压表示数，即R2两端电压为2V，根据串联电路分压原理，滑动变阻器最大阻值为，根据可知，当总电阻最大时，电路消耗的功率最小，即只闭合S、S1，滑片P位于B端时，总电阻为，则电路消耗的最小功率为
A．由解析可知电流表示数I1、I2之比为1︰1，故A错误；
B．电路消耗的最小功率为0.5W，故B正确；
C．定值电阻R2的阻值为18Ω，故C错误；
D．滑动变阻器R的最大阻值为36Ω，故D错误。
故选B。
19．（多选）（2023四川泸州）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（0～25Ω）。闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U、电流表示数I，作出U﹣I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有（ ）
A．R0的阻值为5Ω
B．电源电压为2.5V
C．当电压表示数为2V时，电路消耗的总功率为0.6W
D．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率最大
【答案】AC
【解析】AB．闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由乙图可知通过电路的电流为0.1A时，滑动变阻器两端的电压为2.5V，通过电路的电流为0.4A时，滑动变阻器两端的电压为1V，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压U=IR0+UV，代入数据可得0.1A×R0+2.5V＝0.4A×R0+1V，解方程可得R0=5Ω，则电源电压U=IR0+UV=0.1A×5Ω+2.5V=3V，故A正确，B错误；
D．当电压表示数为2V时，定值电阻两端的电压U0＝U﹣U′V＝3V﹣2V=1V，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流，电路消耗的总功率为P=UI′=3V×0.2A=0.6W，故C正确；
D．滑动变阻器的电功率是电路总功率与定值电阻的电功率之差，即PR=UI﹣I2R0＝3V×I﹣I2×5Ω，根据数学知识，当，滑动变阻器的电功率最大，此时定值电阻两端的电压U0′=IR0=0.3A×5Ω=1.5V，此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣U0′=3V﹣1.5V=1.5V，故D错误。
故选AC。
20．（多选）（2023四川成都）如图所示的电路，电源电压U恒定不变，，，滑动变阻器标有“”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~3A。当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，电流表的示数为0.8A；当开关S接通触点2，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值为；当改变滑片位置、开关S接不同触点，在保障电路安全的情况下，电路工作的最大电流和最小电流分别为和。下列计算正确的是（ ）
A． B．的范围为
C． D．电路工作的最小功率
【答案】AC
【解析】A．当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，只有R1的简单电路，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为0.8A，电源电压U=I1R1=0.8A×30Ω=24V，故A正确；
B．当开关S接通触点2，变阻器和电阻R2串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，电流表量程为0~3A，当变阻器连入电路的电阻为零，只有电阻R2的简单电路，电路中的电流为，电路是安全的，电压表量程为0~15V，由串联分压可知当电压表的示数为15V时，变阻器连入电路的电阻最大，由串联分压得到，，R′≈33Ω<100Ω，电路安全，所以的范围为，故B错误；
CD．当变阻器的滑片在最左端时，开关S接通触点2，只有电阻R2的简单电路，此时电路中电阻最小，电路中的电流最大，电路中的电流为，开关S接通触点1时，变阻器和R1串联，电压表的示数是15V时，此时电路中电阻最大，电路中的电流最小，电路中的电流为，所以最大电流和最小电流之比I大∶I小=1.2A∶0.3A=4∶1，电路的最小功率P小=UI小=24V×0.3A=7.2W，故C正确，D错误。
故选AC。
21．（2023四川达州）小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为__________kWh，他家同时使用的用电器总功率不能超过__________W，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为__________W。
【答案】219.6 2200 1200
【解析】电能表最后一位读成小数，图中电能表的示数为219.6 kWh。
由图知，电能表的额定电压为220V，允许通过的最大电流为10A，由P=UI可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过
空调单独工作5min消耗的电能为
空调的实际电功率为
22．（2023四川泸州）小明观察到家里的电能表如图所示。他只将一个电热水器接入家庭电路正常工作，观察到电能表指示灯闪烁80次用时48秒，则这段时间内，电热水器消耗的电能为 ____________J，电热水器电阻丝阻值为 _________Ω；该热水器连续工作30min，电能表示数将变为 ___________kWh。
【答案】9.6×104 24.2 5219.1
【解析】48秒内电热水器消耗的电能为
由式子和W=Pt可得电热水器电阻丝阻值为
热水器的电功率
该热水器连续工作30min消耗的电能W＝Pt＝2kW×0.5h＝1kWh
电能表示数将变为5218.1kWh+1kWh＝5219.1kWh
23．（2023天津）某节能灯标有“220V 22W”字样，当它正常工作时，电功率为______W，通过它的电流为______A。
【答案】22 0.1
【解析】[1]由某节能灯标有“220V 22W”字样，可得节能灯正常工作时，额定电压为220V，额定电功率为22W。
通过它的电流为
24．（2023河北）通常情况下，家庭电路中各个用电器的连接方式是________（选填“串联”或“并联”）。已知家庭电路的电压是220V，在额定电流为10A的插座上，接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入总功率为________W的用电器。
【答案】并联 2000
【解析】家庭电路中各个用电器互不影响，采用并联。
插座的最大电功率为，接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入用电器的总功率为
25．（2023四川自贡）现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示，将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从4V开始减小，电流表的示数从0.4A开始增大．则滑动变阻器的最大阻值为______Ω，在滑片移动过程中小灯泡消耗的最大电功率与整个电路消耗的最小电功率的比值为____________．
【答案】10 1. 25
【解析】由题意可知，将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数减小，电流表的示数增大，则电压表并联在滑动变阻器两端，否则两电表示数应同时增大或同时减小．结合题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，如下图所示：
当电压表的示数为4V时，电路中的电流为0.4A，由图象可知此时灯泡两端的电压UL=2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U=U滑+UL=4V+2V=6V；
滑动变阻器的最大阻值；
此时电路中电流最小，则整个电路的最小功率Pmin=UI=6V×0.4A=2.4W；
当变阻器接入电路中的电阻最小为0时，灯泡两端的电压和电源电压相等，此时灯泡的功率最大，由图象可知，当U=6V时，通过灯泡的电流I′=0.5A，
小灯泡的最大功率PL大=UI′=6V×0.5A=3W；
灯泡消耗的最大电功率与整个电路消耗的最小电功率的比值。
26．（2023重庆）如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1标有“5V；0.25A”，白炽灯泡L2标有“6V；3W”，的阻值为。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡_________更亮；只闭合开关S2时，的功率为___________W。
【答案】 0.4
【解析】根据两灯泡的规格，可分别求出两灯泡的电阻为，，当只闭合开关S1时，电路为L1、L2串联，电流相等，根据可知，L1的实际电功率大，因此L1更亮。
只闭合开关S2时，电路为L1、R串联，可求电路中电流为，则R的电功率为
27．（2023四川达州）如图甲所示，电源电压恒为6V，闭合开关，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表A的读数为0.1A；当滑片位于中点时，电流表A的读数为0.16A；则定值电阻R0的阻值为__________Ω，滑动变阻器R的最大阻值为__________Ω；如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路，此时小灯泡两端的电压是3V，小灯泡的U-I图像如图乙所示，再次闭合开关后，此时电路消耗的功率为__________W。
【答案】15 45 1.2
【解析】由题意可得，电源电压恒为6V，闭合开关，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电阻R0与R串联，电流表A的读数为0.1A，根据电源电压不变可得
当滑片位于中点时，电流表A的读数为0.16A，电阻R0与R的一半串联，根据电源电压不变可得
联立①②可得
③带入①可得，定值电阻R0的阻值
滑动变阻器R的最大阻值
如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路，电阻R0与小灯泡串联，此时小灯泡两端的电压是3V，根据小灯泡的U-I图像如图乙可知，根据串联电路的电流特点可知，整个电路的电流是0.2A，则电路消耗的功率为
28．（2023山东枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中__________（选填“dc”或“ec”）表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像；
（2）该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为__________。
【答案】ec 3∶1
【解析】（1）由甲图可知，R0与R串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，根据串联分压原理可知，滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大，所以图乙dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像，ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。
（2）滑片P在a点时，电路中的电阻最小，电流最大，电流，由可知，电路总功率最大，滑片P在b点时，电路中的电阻最大，电流最小，电流，由可知，电路总功率最小，则该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为
29．（2023重庆）如图所示，电源电压恒定，标有“”字样，，滑动变阻器规格为“”，电流表量程为，电压表量程为。只闭合开关时，电压表示数为，则电源电压为______；闭合开关、和，在电表量程允许范围内，的最大功率为______W。
【答案】8 1.6
【解析】根据题意可知，只闭合时，定值电阻R1和小灯泡串联，电压表测灯泡的电压，而此时电压表的示数为2V，可知此时小灯泡正常发光，电路中的电流为0.3A，则电源的电压为
当闭合开关、和，灯泡L被短路，定值电阻R1和滑动变阻器R2并联，电压为电源电压，此时通过定值电阻R1的电流为
要在电表量程允许范围内，则通过滑动变阻器R2的电流为
的最大功率为
30．（2023湖北潜江、天门、仙桃、汉江）小明家的浴霸有“220V 440W”的取暖灯共4盏，求：
（1）每盏取暖灯正常工作时的电阻；
（2）4盏取暖灯同时正常工作时的总电流。
【答案】（1）110Ω；（2）8A
【解析】解：（1）一盏灯正常工作时，通过灯的电流
灯正常工作时的电阻为
（2）由于4盏灯是并联，根据并联电路中电流的规律 ，4盏灯均正常工作时，总电流为
31．（2023湖北随州）下图是陈老师办公室电热水壶的照片，右图是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0. 1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J/(kg℃)。
（1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由；
（2）用该电热水壶给壶内1kg、20°C的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100°C）？
【答案】（1）大电阻；（2）420s
【解析】（1）由图可知，指示灯和限流电阻串联，根据P=UI可知，显示灯的工作电流为
流电阻分担的电压为U=220V-2V=218V
根据欧姆定律可知，图限流电阻为
由于大于100Ω为大电阻，故限流电是大电阻。
（2）对壶中的水来讲，吸收的热量为Q吸=cmΔt
对电热盘来讲，由可得W=Pt， 有效放热与吸热的关系为Ptη=cmΔt
加热时间为
32．（2023河北）如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω；2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
（1）求电源电压；
（2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？
（3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。
【答案】（1）4.5V；（2）0.3W；（3）10Ω或5Ω
【解析】（1）变阻器与灯串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A，根据灯泡L的电流与电压关系图像知，灯的电压为2.0V，根据串联电路电压的规律，电源电压为U=2.0V+2.5V=4.5V
（2）电压表的最大示数为3V时，此时灯的电压最小，灯的功率最小，根据串联电路电压的规律，灯的最小电压为U灯=4.5V-3V=1.5V
根据灯泡L的电流与电压关系图像知，此时灯的电流为0.2A，灯泡的最小功率是P小=U灯I灯=1.5V×0.2A=0.3W
（3）变阻器与定值电阻R1串联，电压表测变阻器的电压，变阻器的最大电压不能超过3V，若变阻器连入电路的电阻为0时，此时电路的电流最大；变阻器的电压最大为3V时，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压最小为U1=4.5V-3V=1.5V
根据分压原理，变阻器的最大电阻是定值电阻的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1+2R1=3R1
电路的电流最小，已知电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，根据欧姆定律有
即
故R1=10Ω
电流表测电路的电流，电路的最大电流为0.6A；由欧姆定律，当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的电路最小，由分压原理，变阻器连入的最大电阻为R1的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1′+2R1′=3R1′
电路的最小电流为
故有
解之R1′=5Ω
即定值电阻R1的可能值为10Ω或5Ω。
33．（2023山东临沂）随着生活水平的提高，煎饼已由果腹的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两档加热功率的煎饼锅，图乙是其内部简化电路图。当开关和均闭合时，煎饼锅的加热功率为968W；仅闭合开关时，煎饼锅的工作电流为1A。求：
（1）当开关和均闭合时，煎饼锅的工作电流和电阻的阻值。
（2）电阻的阻值。
【答案】（1）4.4A，50Ω；（2）170Ω
【解析】（1）当开关和均闭合时，R2短路了，电路中只有R1接入电路中，这时煎饼锅的工作电流为
电阻的阻值为
（2）仅闭合开关时，R1和R2串联，煎饼锅的工作电流为1A，电路中的总电阻为
电阻的阻值为R2= R总- R1=220Ω-50Ω=170Ω
34．（2023山西）如图是某多功能电饭锅，具有加热和保温两挡功能（为总开关，为温控开关），其内部有两个加热电阻丝和（的电阻是198Ω，的电阻是44Ω）。某次将2kg初温为20°C的米和水加热到100°C，然后自动转入保温状态。下表是电饭锅铭牌上的部分参数，求解下列问题。[米和水混合物的比热容为]
容量/kg
3.0
额定电压/V
220
加热功率/W
1100
保温功率/W
200
（1）加热过程中，米和水吸收的热量；
（2）正常加热时，通过电路的电流；
（3）请你在虚线框内画出电饭锅的电路图，并结合所画的电路图说明开关是何种状态时电饭锅处于加热状态。
【答案】（1）；（2）；（3） ，加热状态
【解析】（1）加热过程中，米和水吸收的热量
（2）由得，正常加热时，通过电路的电流
（3）由题意知，是总开关，同时控制两个电阻，是温控开关，闭合时，电饭锅处于加热状态，据知，此时电路中的电阻较小，所以此时只有工作，断开时，处于保温状态，电路中的电阻较大，两个电阻同时工作。作图如下：
由图示知，当开关、都闭合时，电路中只有工作，电饭锅处于加热状态。
35．（2023四川广元）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 4.2W”字样。当、都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为2.2A．求：
（1）小灯泡正常工作时的电流；
（2）的阻值；
（3）只闭合、滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为，电路消耗的电功率为；保持滑片位置不动、只闭合，小灯泡L的电阻发生变化，此时电压表示数为，电路消耗的电功率为；已知、，求只闭合时小灯泡的实际功率。
【答案】（1）0.7A；（2）4Ω；（3）2W
【解析】（1）根据可得，小灯泡正常工作时的电流为
（2）当、都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器没有接入电路，此时是小灯泡和定值电阻并联，它们两端的电压与电源电压相等，由于此时，小灯泡L正常发光，可知小灯泡和定值电阻两端的电压均为6V，此时由于小灯泡正常发光时的电流为0.7A，电流表测干路的电流，故通过的电流为
根据可知，的阻值为
（3）当只闭合时，滑动变阻器滑片滑到某一点时，由电路可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测量定值电阻两端的电压，此时电压表为，电路消耗的电功率为，设此时电路电流为I1，当只闭合，小灯泡L的电阻发生变化，由电路可知，滑动变阻器与小灯泡串联，电压表测量小灯泡两端的电压，此时电压表示数为，电路消耗的电功率为，设此时电路的电流为I2，又，即有
又
联立可得。设此时接入电路的滑动变阻器的阻值为R，则有，
联立解得，根据可得，只闭合时小灯泡的实际功率为
36．（2023山东枣庄）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A，踏板重力不计，求：
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少；
（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少；
（3）此体重计所能测量的最大体重为多少。
【答案】（1）6V；（2）0.45W；（3）1200N
【解析】（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R=45，I=0.12A，则电源电压为
（2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'=15Ω，此时电路中电流为
定值电阻R0消耗的功率为
（3）已知电流表量程为0~0.6A，当电路中的电流最大为Imax=0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。
37．（2023重庆）李老师桌上有一张老式加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝），如图所示，鼠标垫质量为，规格为“”。忽略温度对电阻的影响。
（1）求鼠标垫的电阻；
（2）鼠标垫正常工作，温度升高7℃，若此过程中热损失为30%
，估算鼠标垫的比热容；
（3）月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有的电源、规格为“”“”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计算改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值。
【答案】（1）5Ω；（2）1500J/（kg℃）；（3）6.24W
【解析】（1）由得，鼠标垫的电阻
（2）鼠标垫工作过程中，吸收的热量为
由得，鼠标垫的比热容
（3）由得，当鼠标垫正常工作时，电流为
此时滑动变阻器的电压为
由得，滑动变阻器此时接入电路中的电阻为
则月月应选择“”的滑动变阻器，当鼠标垫正常工作时，电路中电流最大，电路电功率最大为
当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，电路中电流最小，电路电功率最小为
则改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值
38．（2023四川达州）如图所示，电源电压不变，只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时，R3在10s内消耗电能80J；只闭合S、S1，滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表A1读数为1A；只闭合S、S2，滑动变阻器滑片位于最左端时，电流表A2读数为3A。已知滑动变阻器的最大阻值是R3的4倍，求：
（1）只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时，R3的电功率；
（2）定值电阻R1与R3的比值；
（3）电路消耗的最小电功率。
【答案】（1）8W；（2）3∶1；（3）64 W
【解析】（1）只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时，R1、R2、R3串联， R3在10s内消耗电能W=80J，R3的电功率
（2）只闭合S、S1，滑动变阻器滑片位于最右端时，电路中只有R1，电流表A1读数为1A；由得， R1电阻
只闭合S、S2，滑动变阻器滑片位于最左端时，电路中只有R3，电流表A2读数为3A；由得， R3电阻
所以的电阻比R1∶R3=3∶1
（3）根据可知，当电路中电阻最大时，电路消耗的电功率最小。只闭合S，滑动变阻器滑片位于最左端时R1、R2、R3串联，R2全连入电路，电阻最大。根据P=I2R可知，串联电路电功率与电阻成正比，所以P1∶P3=3∶1
P3=8W，所以P1=3P3=3×8W=24W
又因为R2=4R3，所以P2=4P3=4×8W=32 W
电路消耗的最小电功率P1+P2+P3=8W+24W+32W=64W
考点3 焦耳定律
39．（2023四川南充）如图所示为电阻R1和R2的I—U图像，下列说法正确的是（ ）
A．R2的阻值为10Ω
B．两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶4
C．将两电阻串联接入电路，通电后，R1两端电压与R2两端电压之比为1∶2
D．将两电阻并联接入电路，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1∶2
【答案】D
【解析】A．由图像可知，R2两端电压为1V时，电流为0.2A，则R2的阻值，R1两端电压为2V时，电流为0.2A，则R1的阻值，故A错误；
B．两电阻串联的总阻值，两电阻并联的总阻值，则两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶2，故B错误；
C．将两电阻串联接入电路，通电后，由串联分压特点可得，R1两端电压与R2两端电压之比，故C错误；
D．将两电阻并联接入电路，各支路电压等于电源电压，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比，故D正确。
故选D。
40．（2023湖北潜江、天门、仙桃、江汉）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J
【答案】C
【解析】A．如图所示，只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电源电压为U=I1R1=2A×2.5Ω=5V，故A错误；
B．根据公式可知，电源电压不变，电路中的总电阻越大，功率越小，当只闭合开关S2时，定值电阻R1和R2串联，电路中的总电阻最大，功率最小，为低温档；当只闭合S1和S3时，定值电阻R1和R2并联，电路中的总电阻最小，功率最大，为高温档；当只闭合S2时，电路中只有R1，小于两电阻的串联，大于两电阻的并联，大于最小功率，小于最大功率，为中温档，故B错误；
C．只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电热杯工作1min产生的热量为Q=I12R1t=(2A)2×2.5Ω×60s=600J，故C正确；
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg℃)×0.1kg×(35℃-25℃)=4.2×103J，故D错误。
故选C。
41．（多选）（2023湖南衡阳）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V，闭合开关S后，当滑片Р从R的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为9V
B．小灯泡的额定功率为6W
C．滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D．滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
【答案】BD
【解析】A．由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，由图像乙可知，此时小灯泡正常发光，则电源电压，故A错误；
B．由图像乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，电流为1.0A，则小灯泡的额定功率，故B正确；
C．由电路图可知，灯泡L与R串联，当R接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图像乙可知，电路中电流最小为Imin=0.5A，此时灯泡的电压为，此时华变阻器的电压，滑动变阻器的最大电阻，故C错误；
D．滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量，故D正确。
故选BD。
42．（多选）（2023四川南充）有一台家用电水壶，如下图所示是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为1000W，保温功率为44W。用此水壶加热初温20℃，体积为1L的水400秒刚好沸腾【忽略温度对电阻阻值的影响，大气压为一个标准大气压，c水=4.2×103J/（kg℃），ρ水=1.0×103kg/m3】，则下面说法正确的是（ ）
A．旋转旋钮开关到“1”时，水壶处于保温档
B．水吸收的热量为3.36×105J
C．此热水器加热档的热效率为84%
D．在保温时，接入电路电阻的阻值为48.4Ω
【答案】ABC
【解析】AD．当旋转旋钮开关到“1”时，电阻R1、R2串联，当旋转旋钮开关到“2”时，电路中R2工作；根据可知，当旋转旋钮开关到“1”时，水壶处于保温档，此时接入的阻值为，故A正确，D错误；
B．水的体积为V=1L=10-3m3，水的质量为m水=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg，水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J，故B正确；
C．消耗的电能为W=Pt=1000W×400s=4×105J，热水器加热档的热效率为，故C正确。
故选ABC。
43．（2023安徽）在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与12V的汽车电池接通工作1min，产生的总热量为________J。
【答案】3600
【解析】由于5条电阻丝并联，所以每根电阻丝两端的电压都为12V，每根电阻丝流过的电流是，电路中总电流是，电加热除雾装置的加热功率，1min产生的热量为W＝Pt＝60W×1×60s＝3600J
44．（2023四川成都）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关接通触点______时，“电饭锅”的功率更大。将接入电路工作3min产生的热量是______J。
【答案】a 432
【解析】闭合开关S，当开关接通触点a时，连入电路中，当开关接通触点b时，R2连入电路中，已知R1的阻值较小，根据可知，当开关接通触点a时，“电饭锅”的功率更大。
将接入电路工作3min产生的热量是
45．（2023山东枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
（1）要探究电热与电阻的关系。应选用__________组合，并将它们__________接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，__________。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是__________。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．探究平面镜成像的特点
【答案】（1）甲、乙 串联 （2）通过导体的电流越大，产生的热量越多 （3）B
【解析】（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）乙和丙，由于串联在电路中，可知通过电路乙中5Ω电阻的电流大于通过丙中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3） A．实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这用到了转化法，而探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，故B符合题意；
C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；
D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。
故选B。
46．（2023新疆）如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为，电流表的示数为。求：
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
【答案】（1）0.30A；（2）5Ω，10Ω；（3）162J
【解析】（1）两电阻并联，根据并联电路的电流规律可得，通过电阻的电流
（2）两电阻并联在电源两端，则电阻 两端的电压
由欧姆定律可得，的阻值
的阻值
（3）该电路为纯电阻电路，由焦耳定律可得，整个电路在1min内产生的热量
47．（2023江苏苏州）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、，断开，电流表示数为0.4A，再闭合开关，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻产生的热量。
【答案】（1）8V；（2）；（3）108J
【解析】（1）闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压
（2）再闭合开关S2，R1与R2并联，则通过R2的电流
R2的阻值
（3）若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量
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